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如何进行有限元建模?

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:试验结果采用如图8-10所示三维壳单元模型在ABAQUS中的隐式分析模块STANDARD进行模拟。图8-10节点有限元模型表8-3断裂模型和塑性Chaboche模型的参数采用上述双参数延性断裂模型,用ABAQUS中的单元删除法模拟了试件的延性断裂,当损伤指数D prop达到1时,单元被删除。对于本研究对象,网格尺寸对模拟结果影响较小。图8-11节点域不同网格大小图8-12断裂模拟的单元尺寸效应表8-4不同网格尺寸数值模型分析结果的对比

如何进行有限元建模?

试验结果采用如图8-10所示三维壳单元模型在ABAQUS中的隐式分析模块STANDARD进行模拟。在静态分析中,采用了简化积分方案的壳单元S4R,厚度方向采用了5个积分点。将柱端和梁端节点的自由度分别耦合到一个参考点上,并将接近试验的边界条件施加到参考点上。梁侧向支撑位置的截面也施加了约束,施加荷载的过程与试验相同。

图8-10 节点有限元模型

表8-3 断裂模型和塑性Chaboche模型的参数

采用上述双参数延性断裂模型,用ABAQUS中的单元删除法模拟了试件的延性断裂,当损伤指数D prop达到1时,单元被删除。采用带有3个背应力的Chaboche模型模拟了结构钢Q345B的循环塑性特性,根据上述拉伸试件和以往的循环试件试验结果,模型参数如表8-3所示(Zhou,et al.,2015)。断裂参数是根据拉伸材性试件获得的,如表8-3所示。由于在试验过程中没有观察到焊缝明显的失效,因此未在数值模型中考虑焊缝的影响。本节研究了构件尺寸对数值结果弯矩-转角曲线的影响,进行了收敛性分析,采用如图8-11所示的H1n3试件节点区的三种网格划分方案。图8-12和表8-4给出了获得的弯矩-转角曲线和所需CPU时间等的对比结果。考虑到精度和效率,在随后的参数分析中最终采用了中等网格尺寸。对于本研究对象,网格尺寸对模拟结果影响较小。(www.xing528.com)

图8-11 节点域不同网格大小

图8-12 断裂模拟的单元尺寸效应

表8-4 不同网格尺寸数值模型分析结果的对比

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